La próxima generación de dispositivos electrónicos, que van desde monitores de salud personales y auriculares de realidad aumentada hasta instrumentos científicos sensibles que solo se encontrarían en un laboratorio, probablemente incorporará componentes que utilicen ópticas de metasuperficie, según Andrei Faraon, profesor de física aplicada en la División de Ingeniería y Ciencias Aplicadas de Caltech. La óptica de la metauperficie manipula la luz de manera similar a como lo haría una lente:doblando, enfoque, o reflejándolo, pero hágalo de una manera finamente controlable utilizando estructuras microscópicas cuidadosamente diseñadas en una superficie que de otro modo sería plana. Eso los hace compactos y finamente ajustables, cualidades atractivas para dispositivos electrónicos. Sin embargo, Los ingenieros deberán superar varios desafíos para que se generalicen.

La mayoría de los sistemas ópticos requieren más de una metasuperficie para funcionar correctamente. En sistemas ópticos basados ​​en metasuperficies, la mayor parte del volumen total dentro del dispositivo es solo espacio libre a través del cual la luz se propaga entre diferentes elementos. La necesidad de este espacio libre hace que sea difícil reducir la escala del dispositivo en general, mientras que integrar y alinear múltiples metasuperficies en un solo dispositivo puede resultar complicado y costoso.

Para superar esta limitación, el grupo Faraon ha introducido una tecnología llamada "óptica de metasuperficie plegada, "que es una forma de imprimir varios tipos de metasuperficies en ambos lados de un sustrato, como el vidrio. De este modo, el sustrato mismo se convierte en el espacio de propagación de la luz. Como prueba de concepto, el equipo utilizó la técnica para construir un espectrómetro, que es un instrumento científico para dividir la luz en diferentes colores, o longitudes de onda, y midiendo sus intensidades correspondientes. (Los espectrómetros se utilizan en una variedad de campos; por ejemplo, en astronomía se utilizan para determinar la composición química de las estrellas en función de la luz que emiten). El espectrómetro construido por el equipo de Faraon tiene un grosor de 1 milímetro y está compuesto por tres metasuperficies reflectantes colocadas una al lado de la otra que se dividen y reflejan la luz. y finalmente enfóquelo en una matriz de detectores. El diseño se describe en un artículo publicado por Comunicaciones de la naturaleza el 10 de octubre.

Un espectrómetro compacto como el desarrollado por el grupo de Faraon tiene una variedad de usos, incluso como un sistema de medición de glucosa en sangre no invasivo que podría ser invaluable para los pacientes con diabetes. La plataforma utiliza múltiples elementos de metasuperficie que se fabrican en un solo paso, asi que, en general, proporciona un camino potencial hacia sistemas ópticos complejos pero económicos.

El artículo se titula "Espectrómetro compacto de metasuperficie plegada".